가스계 소화설비에서 별도독립방식을 채택하는 이유

별도독립방식이란

가. 가스계 소화약제 저장용기실의 특성

가스계 소화설비의 특징은 소화약제 저장용기를 별도의 저장용기실에 집합 저장한다는 것이다. 이유는 다양하다. 불특정 다수인의 출입금지를 위해, 전체 소화약제 저장용기의 손쉬운 안전 관리를 위해, 화재시 수동 조작하는 사람의 안전을 위해, 소화약제 저장용기의 경제적 운영을 위해 하나의 저장용기실에 집합하여 저장하고 있다.

보유하는 소화약제 저장용기의 총 개수는 가장 큰 방호구역을 담당해야 하는 용량에 해당하는 만큼이다. 그러면서 저장용기 사이에 체크밸브의 설치를 통해 각 방호구역에 필요한 만큼의 약제들을 개방시킨다. 그리고 선택밸브를 통해 필요한 방호구역에 가스계 소화약제를 이송한다.

 

가스계 소화약제 저장용기실

나. 배관을 별도로 독립해서 설치하라.

그럼에도 불구하고 방호구역의 체적이 작아서 필요한 소화약제 저장량도 작은데 해당 방호구역까지 가야하는 길이가 길어 배관이 길게 설치되어야 하는 경우가 있다. 그러면 배관의 용적이 커지기 때문에 배관 내에서 소화약제가 기화되기 시작하여 마찰손실에 의해 이송시간이 늦어지고 헤드에서의 방출시간도 늦어지는 결과를 초래한다. 그래서 집합관, 선택밸브 이후의 배관의 합계 등으로 인해 배관의 용적이 일정 값보다 큰 경우에는 아예 처음부터 다른 소화약제 저장용기와 집합관 등의 배관을 공용하지 말고, 별도로 배관을 독립해서 설치하라는 의미이다.

 

 

소화약제별 별도독립방식에 대한 규정

가. 할론소화설비

하나의 구역을 담당하는 소화약제 저장용기의 소화약제량의 체적 합계보다 그 소화약제 방출시 방출경로가 되는 배관(집합관)의 내용적이 1.5배 이상일 경우에는 해당 방호구역에 대한 설비는 별도독립방식으로 하여야 한다.

 

나. 할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비

하나의 방호구역을 담당하는 저장용기의 소화약제 체적합계보다 소화약제의 방출시 방출경로가 되는 배관(집합관)의 내용적의 비율이 할로겐화합물 및 불활성기체 소화약제 제조업체의 설계기준에서 정한 값 이상일 경우에는 해당 방호구역에 대한 설비는 별도독립방식으로 하여야 한다.

 

할로겐화합물 소화설비

다. 계산 방법과 적용 값

배관의 내용적 / 소화약제 체적의 합계 > 적용 값

① 할론 : 1.5

② 할로겐화합물 소화약제

- HCFC Bland A : 1.05

- HFC-23 : 1.25

- HFC-227ea : 1.25

③ 불활성기체 소화약제 : IG-541 : 1.5

 

라. 계산할 때 주의 사항

소화약제 저장용기의 소화약제량 체적의 합계를 해석하면 다음과 같다. 하나의 방호구역을 담당하는 소화약제의 무게(Kg)에 해당하는 소화약제 용기 수가 나온다. 그러면 필요한 소화약제 저장용기 수가 나오고, 이때 저장용기 수에 해당하는 만큼 채워지는 전체 무게를 체적으로 환산한 값을 의미한다.

하나의 용기에 45Kg 저장이 가능한데 소화약제 필요량이 70Kg이라면 총 2병의 저장용기가 필요하다. 저장용기가 2병이면 90Kg인데, 이를 체적으로 환산한 값을 적용하라는 의미이다. 방호구역에 계산상 필요한 양인 70Kg을 환산한 체적이 아니라는 것이다. 왜냐하면 실제 저장되는 양도 그리고 방출되는 양도 2병에 해당하는 90Kg이기 때문이다.

별도독립방식을 채택해야 하는 이유

가. 배관이 길어짐에 따른 마찰손실을 줄이기 위해.

가스계 소화설비의 소화약제 저장용기를 하나의 저장용기실에 보관하다보니 저장용기실로부터 가까운 방호구역이 있는 반면, 멀리 설치되어 있는 방호구역도 존재한다. 배관이 길면 길수록 마찰손실이 증가하는 것이 당연하다. 특히 가스계 소화약제의 특성상 액체로 저장되어 있다가 배관으로 방출되면서부터 기체로 기화하는 특성이 있다. 그러면 배관 내에서 액상과 기상이 공존하는 2상계 흐름(Two Phase Flow)을 보이는데 기화되는 양이 많을수록 마찰손실이 커진다. 결국 별도독립방식의 배관을 통해 마찰 손실을 줄여 헤드에서 방사하는 압이 충분하도록 하려는 것이다.

 

나. 방호구역에 신속하게 도달하기 위해

가스계 소화약제는 방호구역 전역에 신속하고 균일하게 방출하는 것을 목적으로 하고 있다. 여기서 신속이라는 의미는 두 가지를 내포하고 있다. 먼저, 소화약제 저장용기에서 헤드까지 신속하게 도달하라는 것이다. 배관이 길어질수록 마찰손실이 클수록 배관에서의 이송시간이 늦어진다. 소화약제 저장용기에서 헤드까지의 도달 시간이 늦어질수록 화재진압을 시작하는 시간이 늦어진다.

 

다. 10초 이내로 방사를 완료하여 설계농도에 도달하기 위해

두 번째, 헤드로부터 방사되기 시작하여 방호구역의 설계농도가 95%에 도달하도록 걸리는 시간이 10초 이내로 신속하여야 한다. 할론과 할로겐화합물 소화약제는 방출시간이 생명이다. 신속하게 방출을 마무리하고 설계농도에 도달해야 화재가 진압되고 재발화가 억제된다. 그렇지 않으면 HF의 생성으로 인해 내부 기기 및 설비에 치명적인 영향을 미친다. 화재 진압보다 부식에 의한 전산 및 통신 기기들이 피해를 입지 않도록 신속한 방출을 목적으로 한다. 그래서 10초 이내에 방출하는데 필요한 압력을 유지하려면 소화약제 저장용기를 가까운 곳에 설치하여, 저장용기로부터 배관을 짧게 구성해서, 배관 내 마찰손실을 최소화하여, 헤드까지 신속하게 도달시키고, 높은 압력으로 순식간에 방출하여야 한다.

 

할로겐 화합물 소화설비의 기동용 가스용기함

모듈러 방식의 적극적인 도입

별도독립방식으로 배관을 구성하는 말을 잘 뜯어서 해석해 보자. 사용하는 약제량 보다 헤드까지 구성된 배관의 내용적이 더 크면 별도로 배관을 구성하라는 뜻이다. 즉, 저장용기실로부터 보호해야 하는 방호구역이 멀면, 거기까지 구성해야 하는 배관이 길면, 헤드까지 마찰손실로 인해 늦게 이송될 것 같으면, 압력이 낮아져 10초 이내 방사가 어려울 것 같으면 어떻게 해야 한다? 모듈러 방식을 채택하라는 의미일 것이다. 해당 방호구역의 소화약제 저장용기는 저장용기실에 집합설치하지 말고 방호구역 가까운 곳에 설치하라는 의미이다. 모듈러 방식을 적극적으로 채택해야 하는 이유이기도 하다.

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